新型焊丝层绕盘自动夹紧机构研究与设计.pdf

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1、制造技术／工艺装备现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１５年第５期新型焊丝层绕盘自动夹紧机构研究与设计李栋栋，刘海江（同济大学机械与能源工程学院，上海２０００９２）摘要：针对药芯焊丝层绕盘夹紧效率低的问题，提出了具有层绕盘定位、侧向夹紧、跟随层绕盘从动旋转，以及安全预防和自动报警四个功能的新型焊丝层绕盘自动夹紧机构，通过对机构的结构和气动系统进行设计，实现了层绕盘的高效自动夹紧。批量化的生产实践证明，新型机构较常规机构的单次夹紧时间减少约９０％，降低了劳动强度，大幅度提高了生产效率和设备的自动化程度。关键词：焊丝层绕盘；定位；自动夹紧

2、中图分类号：ＴＧ１５６文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１５）０５—０１０２—０４StudyanddesignofnewtypeofautomaticclampingmechanisminweldingwirewindingmachineＬｉＤｏｎｇｄｏｎｇ，ＬｉｕＨａｉｊｉａｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｌｏｗｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｃｌａｍｐｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｆｌｕｘ-ｃ

3、ｏｒｅｄｗｉｒｅｗｉｎｄｉｎｇｐｌａｔｅ，ｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｎｅｗｔｙｐｅｏｆａｕ-ｔｏｍａｔｉｃｃｌａｍｐｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｓ：ｌｏｃａｔｉｏｎｆｏｒｗｅｌｄｉｎｇｗｉｒｅｗｉｎｄｉｎｇｐｌａｔｅ，ｃｌａｍｐｉｎｇｉｎｌａｔｅｒａｌｄｉｒｅｃ-ｔｉｏｎ，ｐａｓｓｉｖｅｒｏｔａｔｉｏｎｆｏｌｌｏｗｉｎｇｗｉｎｄｉｎｇｐｌａｔｅ，ｓａｆｅｔｙｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃａｌａｒｍ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｐｎｅｕ-ｍａｔｉｃｓｙｓｔｅｍ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓ

4、ｔｈｅｈｉｇｈ-ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｕｔｏｍａｔｉｃｃｌａｍｐｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｍａｓｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｎｅｗｔｙｐｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｃｏｎｓｕｍｉｎｇｔｉｍｅｏｆｓｉｎｇｌｅｃｌａｍｐｉｎｇｂｙ９０ｐｅｒｃｅｎｔ，ａｓｗｅｌｌａｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｌａｂｏｒｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｄｅｇｒｅｅｏｆａｕｔｏｍａｔｉｏｎｆｏｒｗｅｌｄｉｎｇｗｉｒｅｗｉｎｄｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ．Keywords：ｗｅｌｄｉｎ

5、ｇｗｉｒｅｗｉｎｄｉｎｇｐｌａｔｅ；ｌｏｃａｔｉｏｎ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｌａｍｐｉｎｇ该种结构仅适用于轻量型和低转速的场合。同时，每０引言次安装时都需要使用定位销实现定位和人工锁紧，大在药芯焊丝的生产过程中，大盘焊丝需要按照标幅度增加了操作员的劳动强度和生产辅助时间，整个准重量逐层缠绕到层绕盘上，以便进行后续加工。对装卸过程消耗时间约４０ｓ。一般情况下，考虑到生产于层绕盘的装夹，目前业界普遍采用人工方式，即由效率和操作员等情况，整个层绕盘的层绕时间约３ｍｉｎ操作员将层绕盘放置到夹紧机构的主动轴上，同时保（以产品重量１５ｋｇ为例），每班（以每班工作时间８ｈ证主动夹盘上的定位销与

6、层绕盘上的定位孔对准，实计）的操作员仅花费在层绕盘装卸上的时间就高达现层绕盘的准确定位，最后通过主动轴端部螺母进行１．４ｈ，严重影响了产品的生产效率。联接，实现层绕盘的夹紧。悬臂轴式和拐臂压盘式是图２所示为拐臂压盘式层绕盘装夹结构，层绕盘［１-２］最常用的两种层绕盘装夹方式。３安装在主动轴１上，由从动夹盘４的一端（图２中左图１所示为悬臂轴式层绕盘装夹结构，层绕盘３端）压住。从动夹盘４的另一端（图２中右端）安装在安装在主动轴２上，由从动夹盘４定位，并由螺母５夹小拐臂６上，可绕小拐臂６的下部旋转轴旋转，同时小紧，从而使层绕盘３随主动轴２一起旋转。因层绕盘拐臂６又可围绕大拐臂５的右侧

7、旋转轴旋转。该机构的主动轴采用悬臂结构，对于重量大、层绕速度高的在工作时，从动夹盘４由螺母固定在主动轴１上，从动产品，主动轴会出现机械振动，大大降低了排线的准夹盘４上安装的轴承保证其随主动轴１同步旋转。确性，导致出现跳线、乱线等现象，最终造成不良产品拐臂压盘式层绕盘装夹结构采用两端固定的夹的产生。长期使用，会造成主动轴永久性弯曲，因此紧方式，有效地避免了悬臂轴式层绕盘装夹结构的主１０２李栋栋，等：新型焊丝层绕盘自动夹紧机构研究与设计２０１５年第５期动轴的机械振动和弯曲。但是，该种层绕盘装夹结